Познат је призор на универзитетима и енолошким институцијама широм земље: редови винове лозе који представљају године рада, сваки са надом да ће винску индустрију променити на боље.

На први поглед изгледа да се технике узгоја грожђа нису много мењале током векова. Узгајивачи оплодјују једну лозу поленом друге, надајући се да ће створити потомство које ће се одупрети болестима и родити квалитетно грожђе.

Али иза кулиса, истраживања о узгоју грожђа све се више ослањају на рачунаре који анализирају генетске податке. Надамо се да ће ово повећати брзину развоја нових сорти грожђа и обезбедити виталност винарске индустрије.

„Користим аналогију 23андме када покушавам да објасним шта радимо“, каже др. Дарио Цанту, ванредни професор виноградарства и енологије на Универзитет у Калифорнији, Давис. „Све ове компаније које дају вашем пореклу и вероватноћу да се разболите од неких болести - мислим да је то оно што радимо, користећи сличне алате као ове компаније за брзо разумевање гена у италијанском грожђу.“

Доктор Цанту користи рачунаре за анализу генетског састава сорти винове лозе како би разумео разлике одговорне за различите карактеристике. Узгајивачи тада могу покушати да комбинују пожељне особине како би створили оригиналне сорте које могу бити отпорније на болести и сушу и понудити нове, јединствене укусе.

Може ли наука спасити наша омиљена вина?

„Ни ја нисам узгајивач“, каже др Цанту. „Сарађујем са Андием Валкер-ом [колегом са факултета у УЦ-Давис]. Он је узгајивач. Допуњавамо се у смислу да је он традиционални узгајивач, а ја рачунар, па му помажем да разуме генетику неких особина које га занимају.

„Дакле, оно што Анди ради је да провери природне популације дивљег грожђа на отпорност на болести - на пепелницу итд. - и онда покушава да унесе те особине у гајене сорте. Помажем му да разуме генетску основу тих особина “.

Израда грожђа на старомодан начин

Традиционално, узгајивач би одабрао две матичне биљке са пожељним особинама или фенотиповима. На пример, један родитељ може имати велико грожђе, али слабо подноси болест, док други може имати мање грожђе, али отпоран на пепелницу. У овом случају, укрштањем ових биљака, узгајивачи би тражили потомство које је имало пожељне особине великих бобица и резистенцију на болести.

Једном када је узгајивач користио полен мушког родитеља за оплодњу женског родитеља, резултујуће семе се сади. Биће потребно четири до шест година да биљке уроде плодом и буду оцењене.

Цака? Није загарантовано да ће неко од потомака наследити жељену особину. Потенцијално, године рада могле би се дословно показати бесплодним.

Ланце Цадле-Давидсон (стоји) и Др. Ави Карн, анализирајући генетске податке великих размера на повољне особине грожђа

Давање природе надоградњи

Узгој уз помоћ маркера је начин на који се рачунари користе у истраживању грожђа, централни део ВитисГен2 Пројецт . Ова метода користи ДНК податке како би узгајивачима помогла да одаберу које саднице грожђа ће држати. Циљ је развој биљака са грожђем бољег укуса које су отпорније на болести и штеточине.

„У програмима оплемењивања винове лозе имамо толико података“, каже др Авинасх Карн, постдокторски истраживач сарадник рачунарске биологије и квантитативне генетике у Универзитет Цорнелл . „Постоје генетски подаци, који укључују податке о секвенцирању ДНК и податке о фенотипу. Подаци о фенотипу могу бити [физичке особине попут] резистенције на болести, квалитета плода или адаптације попут толеранције на хладноћу. “

Карн каже да је велика рачунарска снага пресудна за анализу запањујућег обима информација генерисаних из програма попут ВитисГен2.

Узгој уз помоћ маркера настоји да усмери процес узгајања. Прво, истраживачи прикупљају фенотип и генетске податке за одређене винове лозе. Информације се стављају у базу података, а истраживачи користе алате како би утврдили која генетска секвенца или маркер је повезан са одређеном особином. Тада, тражећи тај маркер у ДНК биљке, могу утврдити да ли поседује жељени квалитет.

Зашто је важно хибридно грожђе

Карн упоређује поступак са прелиставањем књиге и тражењем неколико кључних речи уместо да чита читав текст.

Једном када се утврди жељена особина, узгајивачи праве укрштање користећи конвенционалне технике и саде добијено семе. Уместо да чекају неколико година док лоза не уроди плодом, узгајивачи могу видети да ли виногради носе жељени ген у року од неколико месеци.

Када саднице буду старе неколико месеци, ткиво листа може се анализирати како би се видело да ли је биљка наследила одређени ДНК маркер. Ако се то догоди, узгајивач може да настави да гаји лозу. Ако није, може се одбацити.

„[Избор уз помоћ маркера] помоћи ће узгајивачу да уштеди време, новац и простор“, каже Карн. „То је велика разлика у коришћењу свих ових информација и њиховој анализи у односу на било који конвенционални [узгојни] метод.“

Шта носи будућност?

Како ће узгој грожђа уз помоћ рачунара утицати на потрошаче вина? Карн каже да ће винове лозе отпорне на болести или боље прилагођене променљивој клими осигурати да винари имају грожђе потребно за задовољавање све веће потражње потрошача.

„Рекао бих да ће посао који радимо дефинитивно помоћи узгајивачима грожђа, штедећи време и новац и [помажући им] у доношењу ефикаснијих одлука“, каже Карн. „Моћи ће да испоруче бољи производ који ће помоћи у производњи вина бољег квалитета.“

Истина иза ваших омиљених вина

Доктор Цанту каже да је поред развоја нових сорти грожђа важно разумети и генетски материјал постојећих, али мање познатих сорти.

„Много разговарамо о томе како ће климатске промене упропастити виноградарство и винарство, али можемо истражити доступне сорте“, каже он. „Има их на хиљаде. Постоје [неки] који су прилагођени за узгајање у врло врућој и сувој клими, попут јужне Италије или јужне Шпаније. Они су много боље прилагођени окружењу са којим се сада суочавамо, а можда чак и више оном са којим ћемо се суочити у будућности.

„Оно што пронађемо на нашим полицама имаће различита имена и различите ознаке. Али можда је чак и боље од онога што имамо тренутно “.

Откријте више о томе како наука води пића у будућност у нашем издању Вине & Тецх.